Aurélie 01/02

acide base

acide chlorhydrique et hydroxyde de sodium

ion hydrogéno sulfure

ion sulfite et SO2

ion hydrogénocarbonate

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Dans un bêcher on verse 100 mL d'acide chlorhydrique à 0,2 mol/L. On ajoute 0,5 g d'hydroxyde de sodium solide.

  1. Quels sont les couples acide base en jeu ?.
  2. Ecrire l'équation de la réaction.
  3. Quelle est la quantité de matière de chaque ion présent dans la solution à l'état initial.
  4. Quelle est la quantité de matière de chaque ion présent dans la solution à l'état final.
  5. Précisez le caractère acide ou basique de la solution. Que devient la couleur de la solution si on y ajoute quelques gouttes de bromothymol ?

Données : masse atomique molaire (g/mol) :

H =1 ; Na =23 ; O=16 ; Cl =35,5.


corrigé
couples acide base mis en jeu :

H3O+ / H2O (solution acide chlorhydrique)

H2O / HO- ( hydroxyde de sodium)

équation de la réaction acide base :

 H3O+ + HO- --> 2H2O


Qté de matière état initial :

H3O+ et Cl- : 0,1 * 0,2 = 0,02 mol

masse molaire NaOH : 23+16+1 = 40 g/mol

Na+ et HO- : 0,5 / 40 = 0,0125 mol

Les quantités de matière d'ion Na+ et Cl- ne changent pas.

H3O+
HO-
départ
0,02 mol
0,0125 mol
en cours
0,02- x
0,0125-x
fin
0,02-0,0125 = 0,0075 mol
0
avancement maximal :
0,0125-xmax =0

xmax = 0,0125 mol

l'acide est en excès :

la solution à l'état final est acide et le bleu de bromothymol prend une couleur jaune.




Les ions hydrogénosulfure HS- et borate BO2- sont des bases au sens de Brönsted. L'acide fluorhydrique HF est un acide.

  1. Ecrire les demi équations acido-basiques qui permettent de justifier ces affirmations et préciser à chaque fois le couple acide base mis en jeu.

En déduire les réactions acide base qui peuvent se produire entre l'acide fluorhydrique et :
- l'ion hydrogénosulfure.
- l'ion borate.


corrigé

base : espèce susceptible de gagner un proton H+:

HS- + H+ équilibre avec H2S

couple H2S / HS-

BO2- +H+ équilibre avec HBO2.

couple HBO2 / BO2-

acide : espèce ion ou molécule susceptible de céder un proton H+:

HF équilibre avec F- + H+.

couple HF / F-

réaction acide base : transfert de proton

HF + HS- équilibre avec F- + H2S

HF + BO2- équilibre avec F- + HBO2



Réaction entre l'ion sulfite et le dioxyde de soufre :

On veut séparer un volume V =200,0 mL de solution S de sulfite de sodium de concentration C =1,00.10-2 mol.L-1 par

dissolution de sulfite de sodium heptahydraté Na2SO3,7H2O.

  1. Quelle est alors la masse du solide à peser ?
  2. On mélange V1=20,0 mL de solution S anec V2 =9,5 mL d'une solution de dioxyde de soufre à la concentration C2=1,5.10-2 mol.L-1.
    - Etablir l'équation de la réaction qui se produit.
  3. Déterminer la composition finale du système en quantités de matière puis en concentration.

couples acide base : HSO3- / SO32- et SO2, H2O / HSO3-.

masse atomique molaire g/mol : H=1 ; O=16 ; S=32 ; Na =23.

 


corrigé

masse molaire du sulfite de sodium heptahydraté Na2SO3,7H2O : 23*2 +32+3*16+7*18 =252 g/mol

quantité de matière de sulfite de sodium (mol) = volume (litre) fois concentration (mol/L)

C = 0,01 mol/L et V = 0,2 L alors 0,2*0,01 = 2 10-3 mol

masse (g) = mase molaire (g/mol) fois quantité de amtière (mol)

252* 2 10-3 = 0,504 g.


réaction acide base :

SO2 , H2O + SO32- -----> 2 HSO3-.

quantitéde matière initiale des réactifs :

SO2 : C2V2 = 1,5 10-2* 9,5 10-3= 1,425 10-4 mol

sulfite : V1 * C = 0,01 *0,02=2 10-4 mol

dresser un tableau d'évolution :
date
SO2 , H2O
+ SO32-
-----> 2 HSO3-.
initial
0,1425 mmol
0,2 mmol
0
en cours
0,1425-x
0,2-x
2 x
fin
0
0,2-0 ,1425

= 0,0575 mmol

2*0,1425

= 0,285 mmol

avancement maximale xmaxi = 0,1425 mmol

volume total : 20+9,5 = 29,5 mL

concentrations (mol/L) = Qté de matière (mmol) / volume (mL)

[SO32-] =0,0575 / 29,5 = 1,95 10-3 mol/L.

[HSO3-]= 0,285 /29,5 = 9,66 10-3 mol/L

[Na+] = 2*0,2 / 29,5 = 1,36 10-2 mol/L



Un comprimé d'aspirine effervescente contient, entre autres composants, de l'acide acétylsalicylique C9H8O4, de l'acide citrique C6H8O7 et de l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3. L'hydrogénocarbonate de sodium est un solide ionique .

  1. Ecrire la demi-équation relative à l'acide acétylsalicylique lors de sa dissolution dans l eau.
  2. L'ion hydrogénocarbonate est amphotère : citer une autre espèce amphotère.
  3. Ecrire les demi-équations acido-basiques mettant en jeu l'ion hydrogénocarbonate.
  4. Quelle est la réaction se produisant entre l'acide acétylsalicylique et l'ion hydrogénocarbonate ?
    - Ecrire son équation.
    - Pourquoi parle t-on d aspirine effervescente ?
  5. La notice de ce médicament indique qu'un comprimé effervescent contient 324 mg d acide acétylsalicylique, 1,625 g d'hydrogénocarbonate de sodium et 0,965g d acide citrique.
    - Quelle est la quantité d'ion hydrogénocarbonate nécessaire pour réagir avec la totalité de l'acide acétylsalicylique contenu dans ce comprimé ?
    - Quelle est la masse d'hydrogénocarbonate de sodium correspondant ?
    - Comparer avec la masse NaHCO3 effectivement contenue dans le comprimé et conclure.

     


corrigé

C9H8O4 + H2O = C9H7O4 - + H3O+

l'eau est amphotère :

H2O = HO- et H+ ( comportement d'un acide)

H2O + H+ = H3O+ comportement d'une base.

HCO3- = CO32- + H+ ( comportement d'un acide)

HCO3- + H+ = H2O + CO2 ( comportement d'une base)

HCO3- + C9H8O4 donne H2O + CO2 + C9H7O4 -

dégagement de gaz ( effervescence)


masse molaire acide salycilique : 12*9 + 8 + 4*16 = 180 g/mol

Qté de matière : 0,324 / 180 = 1,8 mmol

donc 1,8 mmol ion hydrogénocarbonate d'après l'équation bilan

masse molaire NaHCO3 : 84 g/mol

masse hydrogénocarbonate de sodium : 84*1,8 = 151,2 mg

l'ion hydrogénocarbonate peut ausi réagir avec l'acide citrique (triacide)

d'où la valeur 1,625 g anoncée.




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